使用環(huán)境數(shù)據(jù)的梯度線圈放大器故障的概率的計(jì)算的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種包括處理器的醫(yī)學(xué)儀器(100、300、500)。機(jī)器可執(zhí)行指令(120、122、124、350、352、354)的運(yùn)行使得所述處理器重復(fù)地：使用測量數(shù)據(jù)庫(116、122)來構(gòu)建(200、416)包括多個(gè)數(shù)據(jù)值(704)的測量向量(114、700)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值包括描述磁共振成像系統(tǒng)的檢查室(322)的環(huán)境條件的檢查室數(shù)據(jù)(332)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值還包括描述所述磁共振成像系統(tǒng)的技術(shù)室(326)的環(huán)境條件的技術(shù)室數(shù)據(jù)(330)；并且通過將所述測量向量輸入到經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序(124)中來計(jì)算(202、418)未來的預(yù)定天數(shù)內(nèi)所述磁共振成像系統(tǒng)的梯度線圈放大器(312)的故障的概率(706)。
【專利說明】
使用環(huán)境數(shù)據(jù)的梯度線圈放大器故障的概率的計(jì)算
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及磁共振成像系統(tǒng)，具體而言，本發(fā)明涉及計(jì)算梯度線圈放大器故障將 發(fā)生的概率。
【背景技術(shù)】
[0002] MRI中的梯度放大器是固態(tài)的并且是極其復(fù)雜的部件。由于這些特性，因而其經(jīng)歷 隨機(jī)故障行為。換句話說，基于磨損信息來預(yù)測部件的故障是不可能的。主要不利在于，由 于隨機(jī)故障行為，因而故障總是出乎意料并且將歸因于服務(wù)工程師的出行時(shí)間、診斷、零件 的預(yù)定和零件的實(shí)際替換而引起顯著的停機(jī)時(shí)間。
[0003] 美國專利US 8373471公開了一種檢測磁共振成像系統(tǒng)的至少一個(gè)梯度線圈中的 故障的電纜檢測設(shè)備和方法。美國專利申請US2003/02115125涉及存儲(chǔ)自動(dòng)測量的維護(hù)和 性能數(shù)據(jù)的MRI裝置。通過分析趨勢數(shù)據(jù)，識(shí)別MRI裝置的退化。在已知MRI裝置中，測量每個(gè) 零件的溫度數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在獨(dú)立權(quán)利要求中，本發(fā)明提供一種醫(yī)學(xué)儀器、一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和一種方法。 在從屬權(quán)利要求中給出了實(shí)施例。
[0005] 如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的各方面可以實(shí)現(xiàn)為裝置、方法或計(jì)算機(jī)程 序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各方面可以采取以下形式:完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例(包括 固件、駐留軟件、微代碼等等)或者組合軟件和硬件方面的實(shí)施例，其在本文中可以統(tǒng)稱為 "電路"、"模塊"或"系統(tǒng)"。而且，本發(fā)明的方面可以采取計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，所述計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)在具有實(shí)現(xiàn)在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。
[0006] 可以利用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任何組合。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì) 算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。如本文所使用的"計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)"包含 可以存儲(chǔ)可由計(jì)算設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令的任何有形存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可 以被稱為計(jì)算機(jī)可讀非暫態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也可以被稱為有形計(jì)算機(jī)可讀 介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)還可能能夠存儲(chǔ)能夠由所述計(jì)算設(shè)備的所述 處理器訪問的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例包括但不限于：軟盤、磁硬盤驅(qū)動(dòng)器、固態(tài) 硬盤、閃速存儲(chǔ)器、USB拇指驅(qū)動(dòng)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(R0M)、光盤、磁光盤 和處理器的寄存器文件。光盤的范例包括壓縮光盤(CD)和數(shù)字萬用光盤(DVD)，例如00-R0M、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RW或DVD-R光盤。術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)也是指能夠由計(jì) 算機(jī)設(shè)備經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或通信鏈路訪問的各種類型的記錄媒體。例如，可以通過調(diào)制解調(diào)器、互 聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)來檢索數(shù)據(jù)?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)來傳送實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì) 算機(jī)可執(zhí)行代碼，包括但不限于無線、有線、光纖電纜、RF等等或前述的任何適合的組合。
[0007] 計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可以包括具有實(shí)現(xiàn)在其中例如基帶內(nèi)或作為載波的一部分 的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的傳播數(shù)據(jù)信號(hào)。這樣的傳播信號(hào)可以采取各種形式中的任一種，包 括但不限于電磁、光學(xué)或其任何適合的組合。計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)可以是不是計(jì)算機(jī)可讀 存儲(chǔ)介質(zhì)任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，并且其可以傳遞、傳播或傳輸程序以由指令運(yùn)行系統(tǒng)、裝置 或設(shè)備使用或與其結(jié)合。
[0008] "計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器"或"存儲(chǔ)器"是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的范例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器是處理 器可直接訪問的任何存儲(chǔ)器。"計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備"或"存儲(chǔ)設(shè)備"是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的另 一范例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備是任何非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)存 儲(chǔ)設(shè)備也可以是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器或反之亦然。
[0009] 如本文所使用的"處理器"包含能夠運(yùn)行程序或機(jī)器可執(zhí)行指令或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行 代碼的電子部件。對包括"處理器"的計(jì)算設(shè)備的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)被解釋為可能包含超過一個(gè)處理 器或處理核心。所述處理器可以例如是多核心處理器。處理器也可以是指單個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 或分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的處理器的集合。術(shù)語計(jì)算設(shè)備還應(yīng)當(dāng)被解釋為可能是指各 自包括(一個(gè)或多個(gè))處理器的計(jì)算設(shè)備的集合或網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼可以由多個(gè)處理 器運(yùn)行，處理器可以處于所述相同計(jì)算設(shè)備內(nèi)或可以甚至跨多個(gè)計(jì)算設(shè)備分布。
[0010] 計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼可以包括令處理器執(zhí)行本發(fā)明的方面的機(jī)器可執(zhí)行指令或程 序。執(zhí)行針對本發(fā)明的方面的操作的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼可以以一個(gè)或多個(gè)編程語言的任何 組合書寫，包括諸如Java、Smalltalk、C++等等的面向?qū)ο缶幊陶Z言和諸如"C"編程語言或 類似編程語言的常規(guī)過程編程語言并且編譯為機(jī)器可執(zhí)行指令。在一些情況下，所述計(jì)算 機(jī)可執(zhí)行代碼可以以高級(jí)語言的形式或以預(yù)編譯形式并且結(jié)合在飛行中生成機(jī)器可執(zhí)行 指令的解釋器使用。
[0011] 所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼可以作為獨(dú)立的軟件包全部地在所述用戶的計(jì)算機(jī)上、部 分地在所述用戶的計(jì)算機(jī)上、部分地在所述用戶的計(jì)算機(jī)上和部分地在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或全部 地在所述遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上運(yùn)行。在后面的場景中，所述遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過任何類 型的網(wǎng)絡(luò)連接到所述用戶的計(jì)算機(jī)，包括局域網(wǎng)（LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)，或可以對外部計(jì)算 機(jī)做出的連接(例如，使用因特網(wǎng)服務(wù)提供商通過因特網(wǎng)）。
[0012] 本發(fā)明的各方面參考根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品 的流程圖說明和/或框圖得以描述。將理解到，流程圖、圖示和/或方框圖的每個(gè)塊或塊的一 部分可以通過以在適用時(shí)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的形式的計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)現(xiàn)的。還應(yīng)理 解，在不互相排斥時(shí)，可以組合不同流程圖、圖示和/或框圖中的框的組合。這些計(jì)算機(jī)程序 指令可以提供到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)的處理器或者其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置來產(chǎn)生機(jī) 器，使得經(jīng)由所述計(jì)算機(jī)的所述處理器或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置運(yùn)行的所述指令創(chuàng)建用 于實(shí)現(xiàn)所述流程圖和/或方框圖的(一個(gè)或多個(gè))塊的器件。
[0013] 這些計(jì)算機(jī)程序指令還可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，其可以引導(dǎo)計(jì)算機(jī)、其他 可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其他設(shè)備以特定的方式運(yùn)行，使得存儲(chǔ)在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的 所述指令產(chǎn)生包括實(shí)現(xiàn)所述流程圖和/或(一個(gè)或多個(gè))方框圖的塊中所指定的所述功能/ 行為的指令的制造品。
[0014] 所述計(jì)算機(jī)程序指令還可以加載到計(jì)算機(jī)、其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其他設(shè)備 上以令一系列操作步驟在所述計(jì)算機(jī)、其他可編程裝置或其他設(shè)備上執(zhí)行以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí) 現(xiàn)的過程，使得在所述計(jì)算機(jī)或其他可編程裝置上運(yùn)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)所述流程圖 和/或(一個(gè)或多個(gè))方框圖的塊中所指定的所述功能/行為的過程。
[0015] 如本文所使用的"用戶接口"是允許用戶或操作者與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交互的 接口。"用戶接口"也可以被稱為"人機(jī)接口設(shè)備"。用戶接口可以將信息或數(shù)據(jù)提供給操作 者和/或從操作者接收信息或數(shù)據(jù)。用戶接口可以使來自操作者的輸入能夠由所述計(jì)算機(jī) 接收并且可以將輸出從計(jì)算機(jī)提供給用戶。換句話說，用戶接口可以允許操作者控制或操 縱計(jì)算機(jī)，并且接口可以允許計(jì)算機(jī)指示操作者的控制或操縱的效果。數(shù)據(jù)或信息在顯示 器或圖形用戶接口上的顯示是將信息提供給操作者的范例。通過鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、觸摸 板、指點(diǎn)桿、圖形輸入板、操縱桿、手柄、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、頭戴式受話器、變速桿、轉(zhuǎn)向盤、踏板、 有線手套、跳舞毯、遙控器和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)的接收全部是使能來自操作者的信息或數(shù)據(jù) 的所述接收的用戶接口部件的范例。
[0016] 如本文所使用的"硬件接口"包含使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理器能夠與計(jì)算設(shè)備和/或裝 置交互或?qū)ζ溥M(jìn)行控制的接口。硬件接口可以允許處理器將控制信號(hào)或指令發(fā)送到外部計(jì) 算設(shè)備和/或裝置。硬件接口也可以使處理器能夠與外部計(jì)算設(shè)備和/或裝置交換數(shù)據(jù)。硬 件接口的范例包括但不限于:通用串行總線、IEEE 1394端口、并行端口、IEEE 1284端口、串 行端口、RF-232端口、IEEE-488端口、藍(lán)牙連接、無線局域網(wǎng)連接、TCP/IP連接、以太網(wǎng)連接、 控制電壓接口、MIDI接口、模擬輸入接口、以及數(shù)字輸入接口。
[0017]如本文所使用的"顯示器"或"顯示設(shè)備"包含適于顯示圖像或數(shù)據(jù)的輸出設(shè)備或 用戶接口。顯示器可以輸出視覺、聽覺和/或觸覺數(shù)據(jù)。顯示器的范例包括但不限于:計(jì)算機(jī) 監(jiān)視器、電視屏幕、觸摸屏、觸覺電子顯示器、盲文屏幕、陰極射線管(CRT)、存儲(chǔ)管、雙穩(wěn)態(tài) 顯示器、電子紙、矢量顯示器、平板顯示器、真空熒光顯示器(VF)、發(fā)光二極管(LED)顯示器、 電致發(fā)光顯示器(ELD)、等離子顯示板(PDP)、液晶顯示器（IXD)、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器 (0LED)、投影儀、以及頭戴式顯示器。
[0018] 磁共振(MR)數(shù)據(jù)在本文中被限定為由在磁共振成像掃描期間由磁共振裝置的天 線所記錄的由原子自旋所發(fā)射的射頻信號(hào)的測量結(jié)果。磁共振數(shù)據(jù)是醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的范 例。磁共振成像(MRI)圖像在本文中被限定為包含在所述磁共振成像數(shù)據(jù)內(nèi)的解剖數(shù)據(jù)的 經(jīng)重建的二維或三維可視化。該可視化可以是使用計(jì)算機(jī)來執(zhí)行的。
[0019] 在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種醫(yī)學(xué)儀器，其包括用于存儲(chǔ)機(jī)器可執(zhí)行指令的存 儲(chǔ)器。所述醫(yī)學(xué)儀器還包括用于運(yùn)行所述機(jī)器可執(zhí)行指令的處理器。在一些范例中，所述處 理器可以控制所述醫(yī)學(xué)儀器的操作。所述機(jī)器可執(zhí)行指令的運(yùn)行使得所述處理器使用測量 數(shù)據(jù)庫重復(fù)地構(gòu)建包括多個(gè)數(shù)據(jù)值的測量向量。如本文所使用的測量向量涵蓋具有多個(gè)數(shù) 據(jù)值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所述數(shù)據(jù)值可以是具有相同類型或不同類型的數(shù)據(jù)。所述多個(gè)數(shù)據(jù)值包 括描述磁共振成像系統(tǒng)的檢查室的所述環(huán)境條件的檢查室數(shù)據(jù)。所述多個(gè)數(shù)據(jù)值還包括描 述所述磁共振成像系統(tǒng)的技術(shù)室的環(huán)境條件的技術(shù)室數(shù)據(jù)。
[0020] 如本文所使用的檢查室涵蓋所述磁共振成像系統(tǒng)的主磁體放置到其中的室。通 常，在所述檢查室中，使用磁共振成像系統(tǒng)檢查患者。如本文所使用的技術(shù)室涵蓋鄰近磁共 振檢查室的室。所述技術(shù)室可以包含被用于對磁共振成像系統(tǒng)的其他部件進(jìn)行供電或控制 的裝置或設(shè)備。所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器通過將所述測量向量放到經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)程序中來重復(fù)地計(jì)算未來的預(yù)定天數(shù)中所述磁共振成像系統(tǒng)的梯度線圈放大器的故 障的概率。所述測量向量用作先前經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序的輸入。在一些其他實(shí)施例中，所 述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序是經(jīng)訓(xùn)練的。
[0021] 該實(shí)施例可以是有益的，因?yàn)樗鎏荻染€圈放大器的故障至少部分使用所述檢查 室和所述技術(shù)室的環(huán)境條件預(yù)測。這可以導(dǎo)致針對所述醫(yī)學(xué)儀器或磁共振成像系統(tǒng)的減少 的操作成本，因?yàn)樗鎏荻染€圈放大器的故障可以要求服務(wù)人員在那里運(yùn)行并且將其修理 和/或在所述磁共振成像系統(tǒng)不能使用的該時(shí)間期間替換所述梯度線圈放大器。所述檢查 室和所述技術(shù)室的環(huán)境條件的使用是有益的，因?yàn)槠涫沟媚軌蛱崆邦A(yù)定天數(shù)預(yù)測所述梯度 線圈放大器的故障的并且是非顯而易見的。
[0022] 在另一實(shí)施例中，所述醫(yī)學(xué)儀器還包括磁共振成像系統(tǒng)。在一些范例中，所述磁共 振成像系統(tǒng)的部件可以在控制室中，一些部件可以在檢查室內(nèi)并且一些部件可以在技術(shù)室 內(nèi)。所述技術(shù)室包含所述梯度線圈放大器。所述檢查室包括所述磁共振成像系統(tǒng)的主磁體。 所述技術(shù)室包括用于測量技術(shù)室數(shù)據(jù)的第一組環(huán)境傳感器。所述檢查室還包括用于測量所 述檢查室數(shù)據(jù)的第二組環(huán)境傳感器。
[0023]所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器使用所述第一組環(huán)境傳感器來重復(fù)地采集所 述技術(shù)室數(shù)據(jù)。所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器將所述技術(shù)室數(shù)據(jù)重復(fù)地記錄在所述測 量數(shù)據(jù)庫中。所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器使用所述第二組環(huán)境傳感器來重復(fù)地采集 所述檢查室數(shù)據(jù)。所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器將所述檢查室數(shù)據(jù)重復(fù)地記錄在所述 測量數(shù)據(jù)庫中。所述測量向量是使用存儲(chǔ)在所述測量數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)來構(gòu)建的。重復(fù)地采 集和存儲(chǔ)針對所述檢查室和所述技術(shù)室二者的所述環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)使得所述測量向量能 夠使用當(dāng)前數(shù)據(jù)構(gòu)建。這可以實(shí)現(xiàn)所述梯度線圈放大器的故障的概率的更準(zhǔn)確的預(yù)測。
[0024] 在另一實(shí)施例中，所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器使用所述測量數(shù)據(jù)庫和/或 歷史梯度線圈放大器故障數(shù)據(jù)庫對所述經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。使用何時(shí)梯度線圈放 大器已經(jīng)故障的歷史記錄，可以根據(jù)所述歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建測量向量。這可以被用于使用標(biāo)準(zhǔn) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和/或軟件工具對所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。例如，用于實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟 件是現(xiàn)成可用的。使用所述測量數(shù)據(jù)庫和/或歷史梯度線圈放大器故障數(shù)據(jù)庫使得已知軟 件工具的所述使用能夠構(gòu)建所述經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序。
[0025] 在另一實(shí)施例中，所述指令的運(yùn)行使得所述處理器將經(jīng)掃描的參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所 述測量數(shù)據(jù)庫中。如本文所使用的經(jīng)掃描的參數(shù)數(shù)據(jù)描述磁共振數(shù)據(jù)的采集期間的梯度線 圈放大器的使用。所述經(jīng)掃描的參數(shù)數(shù)據(jù)可以例如是從所謂的脈沖序列導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，其描 述磁共振數(shù)據(jù)的采集期間的梯度線圈放大器的使用。所述測量向量還包括經(jīng)掃描的參數(shù)數(shù) 據(jù)。
[0026] 在另一實(shí)施例中，所述經(jīng)掃描的參數(shù)數(shù)據(jù)包括以下中的任一項(xiàng)：梯度線圈放大器 開關(guān)操作的次數(shù)、總掃描時(shí)間、每次掃描的平均RMS電流、每次掃描的峰RMS電流、所使用的 掃描協(xié)議或脈沖序列、以及它們的組合。該實(shí)施例可以是有益的，因?yàn)檫@些參數(shù)中的任一個(gè) 可以包括對與來自所述檢查室的環(huán)境數(shù)據(jù)相比較有用的數(shù)據(jù)和/或在確定所述梯度線圈放 大器的故障是否將發(fā)生時(shí)的技術(shù)室數(shù)據(jù)。
[0027] 在另一實(shí)施例中，所述指令的運(yùn)行使得所述處理器構(gòu)建針對預(yù)定測量時(shí)段的測量 向量。所述預(yù)定測量時(shí)段可以是在其期間構(gòu)建所述測量向量的預(yù)定時(shí)間段。
[0028] 在另一實(shí)施例中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值中的至少一個(gè)描述針對與所述預(yù)定測量時(shí)段不 同的特定測量時(shí)段的測量值。所述指令的運(yùn)行使得所述處理器通過計(jì)算加權(quán)平均值來構(gòu)建 所述至少一個(gè)多個(gè)數(shù)據(jù)值。該實(shí)施例可以是有益的，因?yàn)榭梢栽诓煌臅r(shí)間尺度上采集所 述數(shù)據(jù)庫中的所述各種數(shù)據(jù)值。例如，來自所述檢查室或所述技術(shù)室的環(huán)境數(shù)據(jù)可以以相 對低速率采集，比如每天一次或每天幾次。諸如關(guān)于所述經(jīng)掃描的參數(shù)的數(shù)據(jù)的其他數(shù)據(jù) 可以每小時(shí)許多次地采集。例如，總掃描時(shí)間可以逐個(gè)小時(shí)改變，并且每次掃描的平均RM S 電流或其他參數(shù)可以是以與其他數(shù)據(jù)測量結(jié)果相比較非常高頻率連續(xù)變化的。通過構(gòu)建產(chǎn) 生的加權(quán)平均值數(shù)據(jù)，不同的時(shí)間尺度可以構(gòu)建到單個(gè)測量向量中。
[0029]在另一實(shí)施例中，所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器通過針對在所述特定測量時(shí) 段之前發(fā)生的時(shí)間段從所述測量數(shù)據(jù)庫檢索先前的數(shù)據(jù)構(gòu)建所述多個(gè)數(shù)據(jù)值中的至少一 個(gè)。該實(shí)施例可以是有益的，因?yàn)槠涫沟媚軌虬ㄈ舾刹煌臅r(shí)間段處的數(shù)據(jù)。例如，技術(shù) 室中的所述溫度在確定何時(shí)所述梯度線圈放大器的故障將發(fā)生時(shí)可以是關(guān)鍵的。然而，所 述溫度可以不僅依賴于一個(gè)時(shí)間段而且若干先前時(shí)間段中的所述溫度。該實(shí)施例使得能夠 包括來自針對所述經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析的其他時(shí)間段的數(shù)據(jù)。
[0030] 在另一實(shí)施例中，所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器將有故障的掃描數(shù)據(jù)重復(fù)地 存儲(chǔ)在所述測量數(shù)據(jù)庫中。有故障的掃描的數(shù)據(jù)描述所述磁共振成像系統(tǒng)的有故障的磁共 振圖像掃描的一次或多次發(fā)生。所述測量向量還包括所述故障的掃描數(shù)據(jù)。例如，所述測量 向量可以記錄多少次所述磁共振成像系統(tǒng)在被控制來進(jìn)行時(shí)未能做出磁共振成像掃描。
[0031] 在另一實(shí)施例中，所述指令的運(yùn)行使得所述處理器將梯度線圈放大器崩潰數(shù)據(jù)重 復(fù)地記錄在所述測量數(shù)據(jù)庫中。所述梯度線圈放大器崩潰數(shù)據(jù)描述所述梯度線圈放大器的 所述梯度線圈放大器崩潰的一次或多次發(fā)生。所述測量向量還包括所述梯度線圈放大器崩 潰數(shù)據(jù)。例如，所述測量向量中的測量結(jié)果可以包括所述預(yù)定時(shí)間段期間的梯度線圈放大 器崩潰的次數(shù)。
[0032] 在另一實(shí)施例中，所述檢查室數(shù)據(jù)包括以下中的任一項(xiàng)：檢查室溫度、檢查室濕 度、以及它們的組合。
[0033] 在另一實(shí)施例中，所述技術(shù)室數(shù)據(jù)包括以下中的任一項(xiàng)：技術(shù)室溫度、技術(shù)室濕 度、梯度線圈放大器冷卻劑溫度、梯度線圈放大器冷卻劑壓力、梯度線圈放大器冷卻劑流 速、以及它們的組合。
[0034] 在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)是一天。
[0035] 在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)是兩天。
[0036]在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)是三天。
[0037]在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)是四天。
[0038]在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)是五天。
[0039] 在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)是六天。
[0040] 在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)是七天。
[0041] 在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)大于三天。
[0042] 在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)大于四天。
[0043]在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)大于五天。
[0044] 在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)大于六天。
[0045] 在另一實(shí)施例中，所述預(yù)定天數(shù)大于七天。
[0046] 在另一方面中，本發(fā)明提供一種包括用于由控制醫(yī)學(xué)儀器的處理器運(yùn)行的機(jī)器可 執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述機(jī)器可執(zhí)行指令的運(yùn)行使得所述處理器使用測量數(shù)據(jù)庫 重復(fù)地構(gòu)建包括多個(gè)數(shù)據(jù)值的測量向量。所述多個(gè)數(shù)據(jù)值包括描述磁共振成像系統(tǒng)的檢查 室的環(huán)境條件的檢查室數(shù)據(jù)。所述多個(gè)數(shù)據(jù)值還包括描述所述磁共振成像系統(tǒng)的技術(shù)室的 環(huán)境條件的技術(shù)室數(shù)據(jù)。所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器通過將所述測量向量輸入到經(jīng) 訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序中來重復(fù)地計(jì)算未來的預(yù)定天數(shù)內(nèi)所述磁共振成像系統(tǒng)的梯度線圈 放大器的故障的概率。
[0047] 在另一方面中，本發(fā)明提供一種操作醫(yī)學(xué)儀器的方法。所述方法包括以下步驟:使 用測量數(shù)據(jù)庫重復(fù)地構(gòu)建包括多個(gè)數(shù)據(jù)值的測量向量。所述多個(gè)數(shù)據(jù)值包括描述磁共振成 像系統(tǒng)的檢查室的環(huán)境條件的檢查室數(shù)據(jù)。所述多個(gè)數(shù)據(jù)值還包括描述所述磁共振成像系 統(tǒng)的技術(shù)室的環(huán)境條件的技術(shù)室數(shù)據(jù)。所述方法還包括以下步驟:通過將所述測量向量輸 入到經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序中來重復(fù)地計(jì)算未來的預(yù)定天數(shù)內(nèi)所述磁共振成像系統(tǒng)的梯 度線圈放大器的故障的概率。
[0048] 應(yīng)理解到，可以組合本發(fā)明的前述實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)，只要所述所組合的實(shí) 施例互不排斥。
【附圖說明】
[0049] 在以下中，本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例僅以范例的方式并且參考附圖得以描述，其中：
[0050] 圖1示出了醫(yī)學(xué)儀器的范例；
[0051] 圖2示出了圖示操作圖1的醫(yī)學(xué)儀器的方法的流程圖；
[0052]圖3示出了醫(yī)學(xué)儀器的另一范例；
[0053]圖4示出了圖示操作圖3的醫(yī)學(xué)儀器的方法的流程圖；
[0054]圖5示出了醫(yī)學(xué)儀器的另一范例；
[0055 ]圖6示出了圖示方法的流程圖；
[0056]圖7示出了包含測量向量的表；
[0057]圖8示出了包含測量向量的另一表；
[0058]圖9圖示了計(jì)算加權(quán)平均值的方法;并且
[0059] 圖10也圖示了計(jì)算加權(quán)平均值的方法。
[0060] 附圖標(biāo)記列表：
[0061 ] 100醫(yī)學(xué)儀器
[0062] 102計(jì)算機(jī)
[0063] 104硬件接口（任選的）
[0064] 106處理器
[0065] 108 用戶接口
[0066] 110計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備
[0067] 112計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器
[0068] 114測量向量
[0069] 116測量數(shù)據(jù)庫
[0070] 118 概率
[0071] 120控制模塊
[0072] 122數(shù)據(jù)庫引擎
[0073] 124經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序
[0074] 300醫(yī)學(xué)儀器
[0075] 302磁共振成像系統(tǒng)
[0076] 304 磁體
[0077] 306磁體的膛
[0078] 308成像區(qū)
[0079] 310磁場梯度線圈
[0080] 312梯度線圈放大器
[0081 ] 314射頻線圈
[0082] 316收發(fā)器
[0083] 318 對象
[0084] 320對象支架
[0085] 322檢查室
[0086] 324第二組環(huán)境傳感器
[0087] 326技術(shù)室
[0088] 328第一組環(huán)境傳感器
[0089] 330技術(shù)室數(shù)據(jù)
[0090] 332檢查室數(shù)據(jù)
[0091] 334歷史梯度線圈放大器故障數(shù)據(jù)庫
[0092] 336脈沖序列
[0093] 337磁共振數(shù)據(jù)
[0094] 338磁共振圖像
[0095] 340掃描參數(shù)數(shù)據(jù)
[0096] 342故障的掃描數(shù)據(jù)
[0097] 344放大器崩潰數(shù)據(jù)
[0098] 350圖像重建模塊
[0099] 352神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模塊
[0100] 354掃描參數(shù)數(shù)據(jù)提取模塊
[0101] 500醫(yī)學(xué)儀器
[0102] 700測量向量
[0103] 702時(shí)間段
[0104] 704數(shù)據(jù)值
[0105] 706 概率
[0106] 900 窗口
【具體實(shí)施方式】
[0107] 這些附圖中的同樣編號(hào)的元件要么是等效元件要么執(zhí)行相同的功能。如果功能是 等價(jià)的，則先前已經(jīng)討論的元件將不一定在后面的附圖中進(jìn)行討論。
[0108] 圖1示出了醫(yī)學(xué)儀器100的范例。醫(yī)學(xué)儀器100包括計(jì)算機(jī)102。計(jì)算機(jī)被示出為具 有任選的硬件接口 104,硬件接口 104使得計(jì)算機(jī)102的處理器106能夠控制其他儀器和設(shè) 備。計(jì)算機(jī)102額外地被示出為包含用戶接口 108、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器112。 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器112的內(nèi)容可以彼此復(fù)制或任一個(gè)的內(nèi)容可以在存儲(chǔ) 設(shè)備110和存儲(chǔ)器112之間切換。
[0109] 處理器106被示出為與硬件接口 104、用戶接口 108和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110和計(jì)算機(jī) 存儲(chǔ)器112通信。
[0110] 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110被示出為包含測量向量114。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110還被示出為 包含測量數(shù)據(jù)庫116。測量數(shù)據(jù)庫116可以例如是關(guān)系數(shù)據(jù)庫，或者其可以是更簡單的類型 的數(shù)據(jù)庫，例如數(shù)據(jù)文件或甚至表或逗號(hào)分隔值文件，其包含可以提取并且被用于構(gòu)建測 量向量114的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110還被示出為包含使用測量向量114計(jì)算的概率118。
[0111] 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器112被示出為包含控制模塊120?？刂颇K120使得處理器106能夠控 制和操作醫(yī)學(xué)儀器100的各種部件。在其他實(shí)施例中，控制模塊120可以例如被用于控制磁 共振成像系統(tǒng)的各種部件，并且控制模塊120可以使得處理器106能夠采集磁共振數(shù)據(jù)。計(jì) 算機(jī)存儲(chǔ)器112還被示出為包含數(shù)據(jù)庫引擎122。數(shù)據(jù)庫引擎122包含使得處理器106能夠從 測量數(shù)據(jù)庫116提取數(shù)據(jù)并且構(gòu)建測量向量114的代碼。例如，數(shù)據(jù)庫引擎122可以對于形成 統(tǒng)計(jì)分析以替換缺失數(shù)據(jù)或執(zhí)行測量數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值以構(gòu)建測量向量114是 有用的。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器112還被示出為包含經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序124,其將測量向量114作 為輸入并且輸出概率118。概率118是梯度線圈放大器將在未來的預(yù)定天數(shù)內(nèi)故障的概率。
[0112] 圖2示出了圖示操作圖1的醫(yī)學(xué)裝置100的方法的流程圖。步驟200旨在使用測量數(shù) 據(jù)庫116來構(gòu)建包括多個(gè)數(shù)據(jù)值的測量向量114。所述多個(gè)數(shù)據(jù)值包括描述磁共振成像系統(tǒng) 的檢查室的環(huán)境條件的檢查室數(shù)據(jù)。所述多個(gè)數(shù)據(jù)值還包括描述所述磁共振成像系統(tǒng)的技 術(shù)室的所述環(huán)境條件的技術(shù)室數(shù)據(jù)。然后，在步驟202中，通過將測量向量114輸入到經(jīng)訓(xùn)練 的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序124中來針對未來的預(yù)定天數(shù)計(jì)算磁共振成像系統(tǒng)的梯度線圈放大器的故 障的概率118。可以重復(fù)地執(zhí)行步驟200和202。
[0113] 圖3示出了醫(yī)學(xué)儀器300的另一范例。醫(yī)學(xué)儀器300包括磁共振成像系統(tǒng)302。磁共 振成像系統(tǒng)302包括磁體304。磁體304是具有通過其的孔306的超導(dǎo)圓柱型磁體304。不同類 型的磁體的使用也是可能的，例如，使用剖分式圓柱磁體和所謂的開放式磁體二者也是可 能的。剖分式圓柱磁體與標(biāo)準(zhǔn)圓柱磁體類似，除了低溫恒溫器已經(jīng)分為兩個(gè)區(qū)段以允許進(jìn) 入磁體的等平面外，這樣的磁體可以例如結(jié)合帶電粒子束治療使用。開放式磁體具有兩個(gè) 磁體區(qū)段，一個(gè)在另一個(gè)之上，其中，其之間的空間足夠大以接收對象:兩個(gè)區(qū)段的布置與 亥姆霍茲線圈的布置類似。因?yàn)檩^少地限制對象，所以開放式磁體是受歡迎的。在圓柱磁體 的低溫恒溫器內(nèi)，存在超導(dǎo)線圈的集合。在圓柱磁體304的孔306內(nèi)，存在成像區(qū)域308,在成 像區(qū)域308中，磁場足夠強(qiáng)和均勻以執(zhí)行磁共振成像。
[0114] 在磁體的孔306內(nèi)，還存在磁場梯度線圈310的集合，其被用于磁共振數(shù)據(jù)的采集 以對磁體304的成像區(qū)域308內(nèi)的磁自旋進(jìn)行空間地編碼。磁場梯度線圈是無屏蔽的磁梯度 場線圈。磁場梯度線圈310連接到梯度線圈放大器312。磁場梯度線圈310旨在是代表性的。 典型地，磁場梯度線圈310包含用于在三個(gè)正交空間方向上空間地編碼的三個(gè)分離的線圈 集合。磁場梯度電源將電流供應(yīng)給磁場梯度線圈。供應(yīng)給磁場梯度線圈310的電流根據(jù)時(shí)間 而控制并且可以是斜變的或脈沖的。
[0115] 鄰近成像區(qū)域308是用于操縱成像區(qū)域308內(nèi)的磁自旋的取向并且用于從也在成 像區(qū)域308內(nèi)的自旋接收射頻傳輸?shù)纳漕l線圈314。射頻天線可以包含多個(gè)線圈元件。射頻 天線還可以被稱為信道或天線。射頻線圈314連接到射頻收發(fā)器316?？梢酝ㄟ^分離的發(fā)射 和接收線圈和分離的發(fā)射器和接收器替換射頻線圈314和射頻收發(fā)器316。應(yīng)當(dāng)理解，射頻 線圈314和射頻收發(fā)器316是代表性的。射頻線圈314旨在還表示專用發(fā)射天線和專用接收 天線。同樣地，收發(fā)器316還表示分離的發(fā)射器和接收器。射頻線圈314還可以具有多個(gè)接 收/發(fā)射元件，并且射頻收發(fā)器116可以具有多個(gè)接收/發(fā)射信道。
[0116] 醫(yī)學(xué)儀器300被示出為包括檢查室322。磁體304定位在檢查室322內(nèi)。在檢查室322 內(nèi)存在第二組環(huán)境傳感器324。鄰近檢查室322是技術(shù)室326。技術(shù)室326可以包含針對磁共 振成像系統(tǒng)302的供電、冷卻或其他需要的各種部件。在該范例中，技術(shù)室326被示出為包含 梯度線圈放大器312。在技術(shù)室326內(nèi)存在第一組環(huán)境傳感器328。3梯度線圈放大器312、接 收器316、第一組環(huán)境傳感器328和第二組環(huán)境傳感器324被示出為連接到計(jì)算機(jī)102的硬件 接口 104。在該范例中，計(jì)算機(jī)102與圖1中所示的計(jì)算機(jī)類似，但是具有與圖1中所示的那個(gè) 相比額外的數(shù)據(jù)和/或軟件組件。
[0117]在該范例中，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110內(nèi)的數(shù)據(jù)和/或計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器112內(nèi)的程序或指 令是任選的。也就是說，可以移除單獨(dú)的數(shù)據(jù)或指令以構(gòu)建其他范例。
[0118] 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110被示出為包含使用第一組環(huán)境傳感器328所采集的技術(shù)室數(shù) 據(jù)330。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110還被示出為包含使用第二組環(huán)境傳感器324所采集的檢查室數(shù) 據(jù)332。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110還被示出為包含歷史梯度線圈放大器故障數(shù)據(jù)庫334。計(jì)算機(jī)存 儲(chǔ)設(shè)備110還示出為包含脈沖序列336。脈沖序列336可以是可以轉(zhuǎn)換為使得處理器106能夠 控制磁共振成像系統(tǒng)302以采集磁共振數(shù)據(jù)337的指令的指令或數(shù)據(jù)。
[0119] 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110被示出為包含使用脈沖序列336采集的磁共振數(shù)據(jù)337。計(jì)算 機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110還被示出為包含根據(jù)磁共振數(shù)據(jù)337重建的磁共振圖像338。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè) 備110還包含從脈沖序列336提取或?qū)С龅膾呙鑵?shù)數(shù)據(jù)340并且描述磁共振數(shù)據(jù)337的采 集期間的梯度線圈放大器的使用。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110還被示出為包含有故障的掃描數(shù)據(jù) 342。有故障的掃描數(shù)據(jù)描述磁共振成像系統(tǒng)302的有故障的磁共振圖像掃描的一次或多次 發(fā)生。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備110還被示出為包含放大器崩潰數(shù)據(jù)344。放大器崩潰數(shù)據(jù)344描述梯 度線圈放大器的梯度線圈放大器崩潰的一次或多次發(fā)生。
[0120] 在一些范例中，數(shù)據(jù)庫引擎122可以可操作為將以下中的一項(xiàng)或多項(xiàng)添加到測量 數(shù)據(jù)庫116:技術(shù)室數(shù)據(jù)330、檢查室數(shù)據(jù)332、掃描參數(shù)數(shù)據(jù)340、有故障的掃描數(shù)據(jù)342和放 大器崩潰數(shù)據(jù)344。這樣，在各種范例中，該數(shù)據(jù)還可用于構(gòu)建測量向量114。
[0121]計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器112被示出為包含圖像重建模塊350,其使得處理器106能夠根據(jù)磁 共振數(shù)據(jù)337來重建磁共振圖像338。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器112還被示出為包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模塊 352,其使用歷史梯度線圈放大器故障數(shù)據(jù)庫334對經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序124進(jìn)行訓(xùn)練。計(jì) 算機(jī)存儲(chǔ)器122還被示出為包含掃描參數(shù)數(shù)據(jù)提取模塊354。掃描參數(shù)數(shù)據(jù)提取模塊354包 含使得處理器106能夠直接根據(jù)脈沖序列確定或者將其從掃描參數(shù)數(shù)據(jù)340的模型導(dǎo)出。
[0122] 圖4示出了示出操作圖3的裝置的方法的流程圖。除了步驟416和418之外，圖4中所 描述的步驟可以是任選的。
[0123] 首先，在步驟400中，處理器106使用測量數(shù)據(jù)庫116和/或歷史梯度線圈放大器故 障數(shù)據(jù)庫334對經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)124進(jìn)行訓(xùn)練。然后，在步驟402中，將掃描參數(shù)數(shù)據(jù)340存 儲(chǔ)在測量數(shù)據(jù)庫116中。該步驟還可以包括將掃描參數(shù)數(shù)據(jù)從脈沖序列336導(dǎo)出或在磁共振 數(shù)據(jù)337的采集期間對其進(jìn)行測量。然后，在步驟404中，使用第一組環(huán)境傳感器328來采集 技術(shù)室數(shù)據(jù)330。然后，在步驟406中，將技術(shù)室數(shù)據(jù)330記錄或存儲(chǔ)在測量數(shù)據(jù)庫116中。
[0124] 然后，在步驟408中，使用第二組環(huán)境傳感器324來采集檢查室數(shù)據(jù)332。在步驟410 中，將檢查室數(shù)據(jù)332記錄或存儲(chǔ)在測量數(shù)據(jù)庫116中。測量向量可以包括從測量數(shù)據(jù)庫116 所提取的技術(shù)室數(shù)據(jù)和檢查室數(shù)據(jù)。然后，在步驟412中，將梯度線圈放大器崩潰數(shù)據(jù)404記 錄在測量數(shù)據(jù)庫116中。然后，在步驟414中，將有故障的掃描數(shù)據(jù)342記錄在測量數(shù)據(jù)庫中。 然后，在步驟416中，使用測量數(shù)據(jù)庫根據(jù)多個(gè)數(shù)據(jù)值來構(gòu)建測量向量114。測量向量至少包 括檢查室數(shù)據(jù)和技術(shù)室數(shù)據(jù)。在各種范例中，其可以包含放大器崩潰數(shù)據(jù)344、有故障的掃 描數(shù)據(jù)342、和/或掃描參數(shù)數(shù)據(jù)340。
[0125] 然后，在步驟418中，通過將測量向量114輸入到經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序124來計(jì)算 未來的預(yù)定天數(shù)內(nèi)磁共振成像系統(tǒng)的梯度線圈放大器的故障的概率118。磁共振數(shù)據(jù)的采 集或在磁共振數(shù)據(jù)的采集之前，可以重復(fù)步驟400、402、404、406、408、410、412、414、416和 418?？梢栽诿刻鞄状巍⒚刻旎蛎扛魩滋斓臅r(shí)間尺度上重復(fù)圖2或4中所示的方法以給定未來 的梯度線圈放大器故障的事前警告。
[0126] 當(dāng)MRI系統(tǒng)中發(fā)生梯度放大器的故障時(shí)，采集來自梯度放大器中或其周圍可用的 傳感器的測量結(jié)果?？赡艿氖?，不存在傳感器與部件的可能故障之間的直接已知關(guān)系;這可 以不對可能的方案產(chǎn)生影響。通過從一組故障采集這些測量結(jié)果，可以通過使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 算法在測量數(shù)據(jù)中檢測故障的指紋。當(dāng)通過測量相同傳感器持續(xù)地監(jiān)測在場中的工作的梯 度放大器并且將其與來自舊故障的指紋相比較時(shí)，新故障可以在其發(fā)生之前被檢測到。
[0127] 通過根據(jù)歷史故障數(shù)據(jù)創(chuàng)建故障指紋來建造針對梯度放大器的預(yù)測器的模型。數(shù) 據(jù)基于梯度放大器中和其周圍的傳感器。
[0128] 圖5示出了醫(yī)學(xué)儀器500的另一范例。在該范例中，在檢查室322中存在具有磁體 304的磁共振成像系統(tǒng)302。存在具有包括梯度放大器312的許多設(shè)備的機(jī)架的技術(shù)室。檢查 室具有用于測量室氣候參數(shù)的第二組環(huán)境傳感器324。技術(shù)室326具有用于測量冷卻系統(tǒng)參 數(shù)和技術(shù)室氣候參數(shù)以及崩潰數(shù)據(jù)的第一組環(huán)境傳感器328。
[0129] 在圖5中給出了MR系統(tǒng)和相關(guān)傳感器的示意圖。其示出了檢查室和技術(shù)室和每個(gè) 室中的相關(guān)傳感器。梯度放大器定位在技術(shù)室中，但是沒有直接傳感器可用在梯度放大器 上。從技術(shù)室，存在至少3個(gè)不同類型的可用的傳感器:氣候、冷卻系統(tǒng)傳感器和崩潰數(shù)據(jù)。 崩潰數(shù)據(jù)是僅在存在故障的掃描或放大器崩潰時(shí)記錄的傳感器。放大器崩潰不意指損壞的 放大器，而是僅其中梯度放大器針對小時(shí)間段未正確地操作的"小故障"情況。
[0130] 范例可以包括兩個(gè)分離的步驟:數(shù)據(jù)挖掘步驟和預(yù)測步驟，這二者在下文中討論：
[0131] 圖6示出了圖示用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序以檢測或預(yù)測梯度線圈放大器的故障的數(shù) 據(jù)挖掘的方法的范例的流程圖。方法在步驟600中開始。然后，在步驟604中收集來自歷史數(shù) 據(jù)庫的過往部件故障602以創(chuàng)建針對過程的數(shù)據(jù)集。然后，在606中，將所收集的測量數(shù)據(jù)創(chuàng) 建到訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中。訓(xùn)練數(shù)據(jù)集608然后輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練程序610,其訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程 序以生成若干故障簽名612。方法在步驟614中結(jié)束。
[0132] 在圖6的右邊詳述數(shù)據(jù)挖掘流程。其通過得到過往部件故障602的時(shí)間戳開始;使 用該信息，得到(相關(guān))參數(shù)604的測量數(shù)據(jù)是可能的。為了創(chuàng)建故障的指紋和具有學(xué)習(xí)參數(shù) 與故障之間的復(fù)雜關(guān)系的系統(tǒng)，必須創(chuàng)建訓(xùn)練集。訓(xùn)練集僅是具有某個(gè)時(shí)間處的參數(shù)的值 的行的集合和必須學(xué)習(xí)的部件的條件。范例是：
[0134] 第一列描述要出現(xiàn)故障的時(shí)間，其可以以小時(shí)/天/秒為單位，這取決于應(yīng)用。在表 中示出參數(shù)pi......pn，并且在通過F表示的最后一列中示出部件的條件。0值意指一切事情 仍然0K，并且1值意指系統(tǒng)將在X天/小時(shí)/秒內(nèi)故障。X值取決于應(yīng)用。高值是期望的，但是可 以證明是困難的。在步驟610中，使用學(xué)習(xí)算法分析來自608的訓(xùn)練集。學(xué)習(xí)算法是諸如下式 的函數(shù)：
[0135] f(pi. . ,pn)=F(0/l).
[0136] 在這種情況下，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序。在存在模型的高準(zhǔn)確度時(shí)，存儲(chǔ)612學(xué)習(xí)算法 參數(shù)，并且完成數(shù)據(jù)挖掘流程。
[0137] 使用故障簽名，通過使用來自612的學(xué)習(xí)模型參數(shù)來創(chuàng)建預(yù)測器模型并且將實(shí)況 值從相同傳感器饋送到模型中，預(yù)測梯度放大器是否將故障是可能的。如果模型報(bào)告1，則 部件將在X天(預(yù)定天數(shù)）內(nèi)以高確定性故障，否則部件將正確地工作。
[0138] 通過根據(jù)梯度放大器的78個(gè)不同的故障測量數(shù)據(jù)并且利用5天的X執(zhí)行了測試。結(jié) 果示出了預(yù)測故障時(shí)的75%準(zhǔn)確度和2%假陽性。
[0139] 圖7示出了表的范例。表700示出了針對不同的時(shí)間段702的若干測量向量700。在 表中還顯示了根據(jù)測量向量700中的每一個(gè)所計(jì)算的概率706。測量向量700包括許多不同 的數(shù)據(jù)值704。每次神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于輸入704評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的輸出700時(shí)，其輸出0與1之間的值，其 是概率706。這是梯度放大器在預(yù)定天數(shù)內(nèi)將故障的概率。例如，放大器可能在下一個(gè)24小 時(shí)內(nèi)故障的概率。在圖7中所示的范例中，評(píng)價(jià)僅評(píng)價(jià)特定行上的數(shù)據(jù)，因此基本上不存在 所檢查的數(shù)據(jù)的趨勢。
[0140] 圖8示出了備選表。圖8中的表圖示了做出關(guān)于輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)的趨勢的方 法。此外，存在針對不同的時(shí)間段702構(gòu)建的測量向量700。然而，在這種情況下，通過移動(dòng)來 自其他時(shí)間的輸入創(chuàng)建額外的輸入。在該范例中，XI輸入被用于創(chuàng)建三個(gè)額外的輸入，其有 效地給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供額外的歷史數(shù)據(jù)以創(chuàng)建之間的關(guān)系。
[0141] 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入還可以修改到平均輸入。在檢查表時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)每行或測量 向量。表或測量向量的每行是時(shí)刻，并且這意指針對所有輸入的固定的采樣率。然而，不是 所有數(shù)據(jù)以相同采樣率輸入。例如，可以每天一次測量溫度濕度。例如，可以每掃描20000次 測量梯度放大器開關(guān)。找到協(xié)調(diào)不同的采樣率以創(chuàng)建相等采樣率的方式可以是有益的。這 例如可以通過執(zhí)行加權(quán)平均實(shí)現(xiàn)。這可以通過將針對方案所需要的所要求的采樣率的每個(gè) 參數(shù)開窗口完成。在該范例中，例如，其可以是24小時(shí)。
[0142] 圖9示出了圖示針對時(shí)間段X 702的測量向量700的表。在窗口900上對數(shù)據(jù)進(jìn)行平 均。在該范例中，窗口是2.5倍特定數(shù)據(jù)值的大小。這導(dǎo)致以下的X的窗口值：
[0143] Xw= (1 · 0*1 · 2+1 · 0*42+0 · 5*5)/2 · 5 = 18 · 28
[0144] 圖10示出了針對緊接地在圖9中所示的時(shí)間段之后的時(shí)間段的窗口時(shí)間樣本。在 該范例中，再次，時(shí)間段是2.5倍特定數(shù)據(jù)值的大小，并且這導(dǎo)致以下的X的窗口值：
[0145] Xw= (0 · 5*5+1 · 0*32+1 · 0*7 )/2 · 5 = 16 · 6 ·
[0146] 完成平均的方法可以提供用于在經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序中使用的協(xié)調(diào)的輸入集 或測量向量。這可以針對所要求的時(shí)間窗的每個(gè)輸入完成。時(shí)間窗大小可以取決于特定應(yīng) 用。這可以是有益的，因?yàn)槠淇梢詫?dǎo)致針對其中同樣地采樣每個(gè)輸入的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)的 輸入集或給定的窗口大小或時(shí)間。
[0147] 存在MRI的使用(小時(shí))與梯度放大器故障的數(shù)量之間的關(guān)系?？梢哉业組RI的使用 與梯度放大器的使用的數(shù)量之間的關(guān)系。這是嚴(yán)重協(xié)議相關(guān)的，并且長掃描未自動(dòng)地意指 高的梯度放大器使用。
[0148] 這可以以公式表達(dá)：
[0149] P(F)=f(Xl,X2,X3···. ,Xn,Ul,U2,---.Un)
[0150] P(F)是梯度放大器在下一個(gè)24小時(shí)內(nèi)將故障的機(jī)會(huì)。
[0151] ΧΙ···Χη是環(huán)境參數(shù)(例如，濕度、溫度）
[0152] 1]1，1]2，~1]11是使用參數(shù)
[0153] 關(guān)于梯度放大器，存在若干重要的使用參數(shù)：
[0154]-每次掃描的開關(guān)次數(shù)(雙配置的情況下）
[0155] -每次掃描的能耗
[0156] -總掃描時(shí)間
[0157] -每次掃描的電流的RMS
[0158] 不同的掃描協(xié)議要求不同的能量和掃描時(shí)間，這造成梯度放大器的或多或少的使 用。
[0159] 雖然在附圖和前述描述中已經(jīng)詳細(xì)說明和描述了本發(fā)明，但是這樣的說明和描述 將被認(rèn)為是說明性或示范性而非限制性的;本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。
[0160] 本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、說明書和隨附的權(quán)利要求書，在實(shí)踐所主張的本 發(fā)明時(shí)可以理解和實(shí)現(xiàn)所公開的實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求中，詞語"包括"不排除其 他元件或步驟，并且詞語"一"或"一個(gè)"不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利 要求中記載的若干項(xiàng)目的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是 這并不指示不能使用這些措施的組合以獲利。計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)/分布在適合的介質(zhì)上， 例如與其他硬件一起提供或者作為其他硬件的部分提供的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，而且 可以以諸如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)的其他形式分布。權(quán)利要求中的任何附 圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種醫(yī)學(xué)儀器（100、300、500)，其包括： -存儲(chǔ)器（110、112)，其用于存儲(chǔ)機(jī)器可執(zhí)行指令（120、122、124、350、352、354); -處理器（106)，其中，所述機(jī)器可執(zhí)行指令的運(yùn)行使得所述處理器重復(fù)地： -使用測量數(shù)據(jù)庫（116、122)來構(gòu)建(200、416)包括多個(gè)數(shù)據(jù)值(704)的測量向量（114、 700)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值包括描述磁共振成像系統(tǒng)的檢查室(322)的環(huán)境條件的檢查室 數(shù)據(jù)(332)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值還包括描述所述磁共振成像系統(tǒng)的技術(shù)室(326)的環(huán)境 條件的技術(shù)室數(shù)據(jù)(330); -通過將所述測量向量輸入到經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序（124)中以根據(jù)所述測量向量來 檢測故障的指紋從而計(jì)算(202、418)在未來的預(yù)定天數(shù)內(nèi)所述磁共振成像系統(tǒng)的梯度線圈 放大器(312)的故障的概率(706)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述醫(yī)學(xué)儀器還包括所述磁共振成像系統(tǒng)， 其中，所述技術(shù)室包含所述梯度線圈放大器，其中，所述檢查室包括所述磁共振成像系統(tǒng)的 主磁體，其中，所述技術(shù)室包括用于測量所述技術(shù)室數(shù)據(jù)的第一組環(huán)境傳感器(328)，其中， 所述檢查室還包括用于測量所述檢查室數(shù)據(jù)的第二組環(huán)境傳感器(324)，其中，所述指令的 運(yùn)行還使得所述處理器重復(fù)地： -使用所述第一組環(huán)境傳感器來采集(404)所述技術(shù)室數(shù)據(jù)； -將所述技術(shù)室數(shù)據(jù)記錄(406)在所述測量數(shù)據(jù)庫中； -使用所述第二組環(huán)境傳感器來采集(408)所述檢查室數(shù)據(jù);并且 -將所述檢查室數(shù)據(jù)記錄(410)在所述測量數(shù)據(jù)庫中。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述指令的運(yùn)行使得所述處理器使用所 述測量數(shù)據(jù)庫和/或歷史梯度線圈放大器故障數(shù)據(jù)庫(334)來對所述經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn) 行訓(xùn)練(400)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述指令的運(yùn)行還使得所述處理器將 掃描參數(shù)數(shù)據(jù)(340)存儲(chǔ)(402)在所述測量數(shù)據(jù)庫中，其中，所述掃描參數(shù)數(shù)據(jù)描述磁共振 數(shù)據(jù)(337)的采集期間的梯度線圈放大器的使用，其中，所述測量向量還包括所述掃描參數(shù) 數(shù)據(jù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述掃描參數(shù)數(shù)據(jù)包括以下中的任一項(xiàng)：梯 度線圈放大器開關(guān)操作的次數(shù)、總掃描時(shí)間、每次掃描的平均RMS電流、每次掃描的峰RMS電 流、掃描協(xié)議、以及它們的組合。6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述指令的運(yùn)行使得所述處 理器構(gòu)建針對預(yù)定測量時(shí)段(702)的所述測量向量。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值中的至少一個(gè)描述針對與所 述預(yù)定測量時(shí)段不同的特定測量時(shí)段的測量值，其中，所述指令的運(yùn)行使得所述處理器通 過借助于計(jì)算加權(quán)平均值來構(gòu)建所述多個(gè)數(shù)據(jù)值中的所述至少一個(gè)來協(xié)調(diào)與所述測量時(shí) 段相關(guān)聯(lián)的采樣率。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述指令的運(yùn)行使得所述處理器通過針 對在所述特定測量時(shí)段之前發(fā)生的時(shí)間段從所述測量數(shù)據(jù)庫檢索先前的數(shù)據(jù)來構(gòu)建所述 多個(gè)數(shù)據(jù)值中的至少一個(gè)。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述指令的運(yùn)行還使得所述 處理器重復(fù)地： -將有故障的掃描數(shù)據(jù)(342)記錄(414)在所述測量數(shù)據(jù)庫中，其中，所述有故障的掃描 數(shù)據(jù)描述所述磁共振成像系統(tǒng)的有故障的磁共振圖像掃描的一次或多次發(fā)生，其中，所述 測量向量還包括所述有故障的掃描數(shù)據(jù) 和/或 -將梯度線圈放大器崩潰數(shù)據(jù)(344)記錄(412)在所述測量數(shù)據(jù)庫中，其中，所述梯度線 圈放大器崩潰數(shù)據(jù)描述所述梯度線圈放大器的梯度線圈放大器崩潰的一次或多次發(fā)生，其 中，所述測量向量還包括所述梯度線圈放大器崩潰數(shù)據(jù)。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，檢查室數(shù)據(jù)包括以下中的任 一項(xiàng):檢查室溫度、檢查室濕度、以及它們的組合。11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述技術(shù)室數(shù)據(jù)包括以下中 的任一項(xiàng):技術(shù)室溫度、技術(shù)室濕度、梯度線圈放大器冷卻劑溫度、梯度線圈放大器冷卻劑 壓力、梯度線圈放大器冷卻劑流速、以及它們的組合。12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的醫(yī)學(xué)儀器，其中，所述預(yù)定天數(shù)是以下中的任 一項(xiàng):1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、大于3天、大于4天、大于5天、大于6天、以及大于7天。13. -種包括用于由控制醫(yī)學(xué)儀器（100、300、500)的處理器（106)運(yùn)行的機(jī)器可執(zhí)行指 令（120、122、124、350、352、354)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述機(jī)器可執(zhí)行指令的運(yùn)行使得 所述處理器重復(fù)地： -使用測量數(shù)據(jù)庫（116、122)來構(gòu)建(200、416)包括多個(gè)數(shù)據(jù)值(704)的測量向量（114、 700)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值包括描述磁共振成像系統(tǒng)的檢查室(322)的環(huán)境條件的檢查室 數(shù)據(jù)(332)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值還包括描述所述磁共振成像系統(tǒng)的技術(shù)室(326)的環(huán)境 條件的技術(shù)室數(shù)據(jù)(330); -通過將所述測量向量輸入到經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序（124)中來計(jì)算(202、418)在未來 的預(yù)定天數(shù)內(nèi)所述磁共振成像系統(tǒng)的梯度線圈放大器(312)的故障的概率(706)。14. 一種操作醫(yī)學(xué)儀器（100、300、500)的方法，其中，所述方法包括重復(fù)地進(jìn)行以下步 驟： -使用測量數(shù)據(jù)庫（116、122)來構(gòu)建(200、416)包括多個(gè)數(shù)據(jù)值(704)的測量向量（114、 700)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值包括描述磁共振成像系統(tǒng)的檢查室(322)的環(huán)境條件的檢查室 數(shù)據(jù)(332)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)值還包括描述所述磁共振成像系統(tǒng)的技術(shù)室(326)的環(huán)境 條件的技術(shù)室數(shù)據(jù)(330); -通過將所述測量向量輸入到經(jīng)訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序（124)中來計(jì)算(202、418)在未來 的預(yù)定天數(shù)內(nèi)所述磁共振成像系統(tǒng)的梯度線圈放大器(312)的故障的概率(706)。
【文檔編號(hào)】G01R33/385GK105874345SQ201480072017
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月23日
【發(fā)明人】A·T·范維林根
【申請人】皇家飛利浦有限公司